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    聚合物分離膜的表界面工程 - 身在何處,路在何方?
    高分子科技 / 時間:2022-05-04 23:01:54

    浙大徐志康教授團隊《Macromolecules》前瞻綜述:

    中國聚合物網4月30日訊:表界面工程是實現聚合物分離膜材料結構與性能精準調控的重要手段,對于拓展分離膜材料應用、提升服役性能具有重要意義。過去二十年里,聚合物膜表界面工程領域取得了一系列重要進展。作為這一領域的代表研究團隊,浙江大學徐志康教授帶領的聚合物分離膜及其表界面工程團隊受Macromolecules期刊邀請,系統總結了近年來聚合物膜表面改性技術,分別梳理了多孔膜與薄層復合膜的表界面工程的研究進展,并展望了本領域的未來發展方向。相關前瞻綜述以“Surface and Interface Engineering of Polymer Membranes: Where We Are and Where to Go”為題發表在近期出版的Macromolecule期刊上。

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    本文首先回顧了傳統的聚合物分離膜改性手段,并介紹了包括貽貝仿生沉積、原子層沉積、點擊化學、液體門控膜等一系列最新膜表面改性技術。隨后,針對多孔膜與薄層復合膜表界面工程的特點與應用需求,分別介紹了兩類膜表界面工程的研究進展。

    多孔膜表界面工程的研究興趣展現出由均勻改性向非對稱改性轉變的特點。其中,Janus膜的興起引發了大量有關Janus膜制備與應用的研究。其制備方法根據制備思路的不同,又可分為基于界面的制備策略與基于物理/化學梯度的制備策略;另一方面,不同應用對于Janus膜結構性質的需求也有所差異。

    對于薄膜復合膜,研究興趣則從傳統的表面改性逐漸轉移到界面工程。例如,傳統研究主要關注對分離皮層的改性以提升膜的抗污染性,而最近的研究重點則轉移到了對分離層的形成過程 — 即界面聚合微觀過程的調控上,具體手段包括了對基膜表面性質的調控、構筑中間層以及對油-水界面的調控等。此外,對于非傳統界面(如氣-液、液-固界面等)反應體系的探索也是重要的發展方向。

    最后,本文對本領域的未來進行了展望。例如,如何實現高表面無機覆蓋率的有機-無機復合膜的工業化制備?如何協同利用表界面不同性質來提升分離膜性能?除了Janus膜,具有非均勻浸潤結構的分離膜以及液體門控膜還有哪些應用?如何原位實時監測界面聚合微觀反應過程?如何實現界面聚合物更為精準的調控等等。

    原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.1c02647


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